JP4613592B2 - 電波修正時計 - Google Patents

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Description

本発明は、受信アンテナを備えた電波修正時計に関する。
標準電波を受信して表示時刻を修正する電波修正時計は、受信アンテナを備えている。受信アンテナは、高透磁率の材料からなるアンテナコアに導線が巻かれている構造で、他の部品と比較して重量がある。そのため、受信アンテナが衝撃等によって容易に動いて破損しないように、受信アンテナのアンテナコアの両端がねじで地板に固定されている電波修正時計が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−121569号公報(第4頁、図2)
特許文献1に示されているように、受信アンテナの形状が直線状で短い場合には、その両端を固定することで、受信アンテナを安定して固定できる。
しかしながら、受信アンテナの感度のさらなる向上が望まれており、感度を向上させるためには、アンテナコアの長さを長くする必要がある。ここで、長いアンテナコアをスペース効率よく時計内に収めるには、アンテナコアの形状を直線状以外の形状にしなければならない。このような場合、受信アンテナの両端を固定するだけでは、中央部分が浮いてしまってばたつくため、受信アンテナ全体を安定して固定できないという課題がある。
本発明の目的は、受信アンテナをスペース効率よく収めることができ、かつ安定して固定できる電波修正時計を提供することにある。
本発明の電波修正時計は、地板と、受信アンテナとを備え、前記受信アンテナは、アンテナコアと、当該アンテナコアが収容される合成樹脂製のコイル枠とを備え、前記コイル枠は、導線の巻かれているコイル部と、前記コイル部の両側に形成されたフランジ部と、それぞれのフランジ部から連続して形成された湾曲部とを備え、前記コイル枠には、前記地板と対向する面に開口され、かつ、前記コイル部と両側の湾曲部にまたがるように連続した凹部が形成され、前記フランジ部の少なくとも一方には、前記地板の平面方向に突出された係止爪が形成され、前記各湾曲部において前記凹部よりも先端側の部分には、固定孔が形成され、前記アンテナコアは、前記コイル枠の凹部内に収容され、前記地板には、前記コイル枠の係止爪が係止されて、前記地板の平面方向に直交する断面方向への前記コイル枠の移動を規制する係止部が設けられ、前記受信アンテナは、前記コイル枠の両端部の前記固定孔にそれぞれ挿通されたねじで前記地板にねじ止めされるとともに、前記係止爪が前記地板の係止部に係止されていることを特徴とする。
この発明によれば、受信アンテナは、コイル枠の両端部のねじ止めと、この両端部間に設けられた2つのフランジ部の少なくとも一方に形成された係止爪による係止とによって、少なくとも三箇所で地板に係止されるため、安定して固定される。したがって、比較的重量のある受信アンテナの振動等によるばたつきが少なくなる。また、地板に直接固定されているので、地板以外の部品で受信アンテナを押さえる必要がなくなり、受信アンテナがスペース効率よく収められる。
この発明では、受信アンテナの受信感度を向上させるために、受信アンテナのコアは、非導電性材料(合成樹脂やセラミック等を使用)からなる地板の外周または外縁に沿って、配置されていることが望ましい。地板の外形形状は、たる型、円形、楕円形、長方形等どのような形状であってもよい。
ねじ止めの方法は、合成樹脂からなる地板にセルフタッピングねじを切って、受信アンテナをじかに締結固定してもよいし(この場合金属製のピンがないので、格段に受信感度が向上される)、非導電性材料からなる地板に圧入した金属製のピンにねじを螺合させて、受信アンテナを固定してもよい。電波時計用の受信アンテナが感知する波長帯域は、主に長波が用いられるから、電波時計用の受信アンテナは磁界型アンテナといえるものであり、ここで用いる金属製のピンの材料は、受信感度の低下を抑えるために、非磁性体材料(たとえば、黄銅、銅等の反磁性体がよい)を用いることが好ましい。同様に、受信アンテナの両端を固定するねじも、非磁性体材料(たとえば、黄銅、銅等の反磁性体や非磁性SUS等がよい)を用いることが好ましい。なお、受信アンテナの両端の固着方法は、ねじ止め以外に、熱かしめ、接着、溶着等を用いてもよい。
本発明では、前記係止爪は、前記コイル部の両側の各フランジ部に形成されている構成が好ましい。
この発明では、受信アンテナは、コイル枠の両端と、コイル部の両側の各フランジ部に設けられた係止爪とによって、位置の離れた四箇所で地板に係止されるため安定して固定される。
本発明では、前記アンテナコアには、前記湾曲部に収容された前記アンテナコア部分が前記地板側に折曲する段差部が形成されていることを特徴とする。
この発明では、湾曲部に収容されるアンテナコア部分が段差部によって地板側に位置するので、コイル枠の湾曲部も地板側に近づけることができ、湾曲部の地板とは反対側にスペースの余裕が生じる。このスペースに、コイルの導線と接続される必要な電子素子を備えた回路基板等を配置することが可能となる。したがって、スペースを有効に利用することができ、スペース効率がよくなる。
本発明によれば、受信アンテナがスペース効率よく収められ、かつ安定して固定されている電波修正時計を得ることができるという効果がある。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1には、本発明の一実施形態にかかる時計1の平面図が示されている。
図1において、時計1は、時刻情報が重畳された外部信号としての標準電波を受信して表示時刻を修正する電波修正時計である。時計1は受信アンテナ50を備え、受信アンテナ50は地板10に支持固定されている。ここで、地板10は、平面形状略円形に形成されており、この地板10上に時計1の各構成部品が配置されている。
時計1は、受信アンテナ50以外の主な構成部品として、指針(図示せず)を駆動する指針用駆動手段20と、日車(図示せず)を駆動する暦用駆動手段31と、電源としての電池40を収納する電池収納部41と、外部から使用者が操作可能な外部操作手段5とを備える。
なお、図1は、時計1の時刻表示側とは反対側(裏蓋側)から見た図であり、この図において、上方向が時計1の3時方向、下方向が9時方向、右方向が12時方向、左方向が6時方向となっている。
指針用駆動手段20は、秒針を駆動するための秒針用駆動手段21と、時針および分針を駆動するための時分針用駆動手段26とを備える。また、秒針と秒針用駆動手段21との間には、秒針用駆動手段21からの駆動力を秒針に伝達する秒針用輪列22が設けられ、時針および分針と時分針用駆動手段26との間には、時分針用駆動手段26からの駆動力を時針および分針に伝達する時分針用輪列27が設けられている。
秒針用駆動手段21は、ステッピングモータで構成され、時計1の略9時方向で受信アンテナ50よりも地板10の中央側に配置される。
秒針用輪列22は、秒針用駆動手段21のロータに噛合する秒中間車221と、秒中間車221に噛合する四番車222とを備えている。四番車222には、秒針が固定されている。秒針用駆動手段21のステッピングモータにモータパルスを流すと、電磁誘導によりロータが回転する。この回転運動は、秒中間車221、および四番車222の順に適切な減速比(増速比)で減速されながら伝達され、秒針が1パルス1秒の所定速度で回動する。
秒中間車221には、秒針の正時位置を検出するための秒検出車223が噛合されている。秒中間車221および秒検出車223には、互いに重なりあう領域に、それぞれ検出孔221A,223Aが形成されており、秒中間車221および秒検出車223の位相は、秒針が12時の位置に配置されたときにこれらの検出孔221A,223Aの位置が一致するように設定されている。ここで、秒検出車223は、四番車222と同じ径寸法に形成されているため、検出孔221A,223Aは1分間に一度、位置が一致するようになっている。
検出孔221A,223Aが一致する位置には、図示しないフォトセンサが設けられている。フォトセンサは、発光素子と受光素子とを備え、これらの発光素子および受光素子は、秒中間車221および秒検出車223の厚み方向両側に設けられ、これらを挟んで互いに対向して配置されている。秒中間車221と秒検出車223が回動して検出孔221A,223Aが一致すると、フォトセンサの発光素子からの光が検出孔221A,223Aを貫通して受光素子で受光されるため、秒針が12時の位置であることが検出される。
なお、このような秒針の位置を検出する秒針位置検出手段は、透過型フォトセンサを用いるものに限らず、例えば反射型フォトセンサを用いたものであってもよく、また、検出孔221A,223Aが一致することを検出するものに限らず、例えば秒検出車223や秒中間車221の周上に磁気パターンを形成し、この磁気パターンを読み取ることによって秒針の位置を検出してもよい。
時分針用駆動手段26は、秒針用駆動手段21と同様にステッピングモータで構成され、時計1の略3時方向に配置されている。
時分針用輪列27は、時分針用駆動手段26のロータに噛合する五番車271と、五番車271に噛合する三番車272と、三番車に噛合する二番車273と、二番車273に噛合する日の裏車274と、日の裏車274に噛合する筒車275とを備える。二番車273および筒車275は、四番車222と同軸上に配置され、二番車273には分針が、筒車275には時針が固定されている。時分針用駆動手段26にモータパルスを流すと、電磁誘導によりロータが回転する。この回転運動は、五番車271、三番車272、二番車273の順に適切な減速比(増速比)で減速されながら伝達され、分針が1時間で一周する速度で回動する。また、二番車273の回転運動は、日の裏車274、筒車275の順に適切な減速比(増速比)で減速されながら伝達されて、時針が12時間で1周する速度で回動する。
五番車271、三番車272、二番車273、四番車222、および筒車275には、互いに重なり合う領域にそれぞれ検出孔271A,272A,273A,222A,275Aが形成されている。時針、分針、および秒針が12時の位置に配置された時に、これらの検出孔271A,272A,273A,222A,275Aの位置が一致するように設定されている。
検出孔271A,272A,273A,222A,275Aが一致する位置には、秒針用駆動手段21に設けられたのと同様の透過型のフォトセンサが設けられており、検出孔271A,272A,273A,222A,275Aの位置が一致するとフォトセンサが受光を検知し、これにより時針、分針、および秒針が全て12時位置にある、正時の状態であることが検出される。なお、このような指針が正時にあることを検出するための指針位置検出手段は、秒針位置検出手段と同様に、任意の検出方式を採用できる。
ここで、秒針用駆動手段21と時分針用駆動手段26とは、互いに略対向する位置に配置されている。つまり、秒針用駆動手段21と時分針用駆動手段26とは、地板10の略中心(つまり二番車273、四番車222、および筒車275の回転中心であり、指針2の回動中心)を挟んで互いにほぼ反対側に配置されている。
暦用駆動手段31は、秒針用駆動手段21および時分針用駆動手段26と同様に、ステッピングモータで構成され、時計1の略5時方向に配設されている。
日車と暦用駆動手段31との間には、暦用駆動手段31からの駆動力を日車に伝達する暦用輪列33が設けられている。暦用輪列33は、ロータに噛合する日回し第一中間車331と、日回し第一中間車331に噛合する日回し第二中間車332と、日回し第二中間車332に噛合する日回し車333とを備える。日回し車333は、地板10を貫通して文字板側に歯車を有し、この歯車が日車の内歯車に噛合される。なお、日車の平面方向の位置は、歯車と内歯車との噛合によって行われ、従来日車の位置決めに用いられるようなジャンパは設けられていない。
ステッピングモータにモータパルスを流すと、電磁誘導によりロータが回転する。この回転は、日回し第一中間車331、日回し第二中間車332、日回し車333の順に伝達され、日回し車333の回転によって日車が回転し、表示される日付が変更される。
電池収納部41には、電池40が収納されている。電池40は、二次電池である。時計1は、時刻表示側に配置されたソーラパネル(図示せず)の発電によって駆動用エネルギーを得ている。発電された電力は、この電池40に蓄積されている。電池収納部41は、時計1の略1時方向に配設され、地板10の外周側に配置されている。
ここで、電池収納部41は、指針用駆動手段20よりも地板10の外周側(外側)に配置されている。
外部操作手段5は、時計1の略3時方向に配設された巻真5Aと、時計の略2時方向および略4時方向にそれぞれ配設された図示しないボタンとを備える。巻真5Aは、引き出し量によって複数のモードに切換可能なスイッチング機能を有し、例えば巻真5Aを一段引き出すと日車の手動修正モードとなり、ボタンを押すことによって日車を回動させることが可能となる。また、例えば巻真5Aを二段引き出すと、時刻修正モードとなり、ボタンを押すことによって指針を回動させることが可能となる。
また、ボタンは、押すことによって情報を表示可能となっており、例えば巻真5Aを引き出さない状態でボタンを押すと、前回の標準電波の受信結果(受信の成否)が表示されるようになっている。この受信結果の表示は、例えば受信成功の場合には秒針が10秒のところを示し、受信失敗の場合には、秒針が20秒のところを示すように設定される。この受信結果の表示は、所定時間(例えば5秒)行われ、所定時間経過後には秒針は元の位置に戻り、現在時刻を表示する。なお、ボタンの操作によって標準電波を強制的に受信させる場合には、ボタンの操作とともに、秒針の位置によって標準電波を受信可能な環境か否かを表示させてもよい。
図2には、受信アンテナ50を時刻表示側(地板10側)から見た斜視図が示されている。図3は、受信アンテナ50を示す縦断面図である。
受信アンテナ50は、地板10の外縁に略沿ったコイル枠51と、コイル枠51に収められたアンテナコア52と、コイル枠51に巻かれた導線53と、コイル枠51上に配置されている回路基板54とを備えている。図2では、導線53を省略している。
このような受信アンテナ50は、図1に示すように、時計1の略9時方向に地板10の外縁に沿って配置され、全体として時計1の略6時から12時の領域にわたって配置される。
コイル枠51は、導線53の巻かれた直線状のコイル部55と、コイル部55の両端に形成されたフランジ部58と、それぞれのフランジ部58から連続して形成された湾曲部56とを備えている。
コイル枠51の両端部(それぞれの湾曲部56の端)には、ねじでコイル枠51を地板10に固定するための固定孔57が設けられている。
なお、コイル枠51は、液晶ポリマなどの合成樹脂等の絶縁性材料で構成されている。
ここで、フランジ部58によって、導線53は湾曲部56に向かって巻き解けないようになっている。また、フランジ部58には、受信アンテナ50を地板10と係合させるための係止爪59が設けられている。
コイル部55に巻かれている導線53の線径、巻き数などは、導線53の材質や受信アンテナ50の受信感度などを勘案して設定されている。なお、導線53の表面には予め接着剤が被覆されており、ヒータにより熱風をあてながら導線53を巻くことにより、導線53はお互いに接着されている。
コイル枠51には、地板10と対向する面に開口し、かつコイル部55と両側の湾曲部56にまたがるように連続した凹部60が形成されている。ここで、回路基板54は片側の湾曲部56に配置されており、この湾曲部56の上面(図3での上面)は、回路基板54が配置される関係でコイル部55の上面よりも一段低く形成されており、これによって内側の凹部60も一段低くなっている。
凹部60には、凹部60と略同形状のアンテナコア52が収められている。アンテナコア52は、Co系を主成分とするアモルファス金属の薄板を複数枚積層して構成されている。例えば、約10μmのアモルファス金属薄板が30〜40枚程度積層される。アモルファス金属薄板は接着剤によりお互いに接着され、凹部60との隙間に充填された接着剤62により凹部60に固定されている。この際、アンテナコア52の一端側(回路基板54の配置された湾曲部56側)は、凹部60の前述した段差に対応するように段差部52Aで折曲している。
回路基板54は、絶縁材料で構成されるフレキシブル基板で構成され、この回路基板54上には、はんだ63によりコイルの導線53が接続され、受信アンテナ50の同調周波数調整用の電気素子としてのコンデンサ65が複数個実装されている。ここで、前述したアンテナコア52の段差部52Aは、湾曲部56と裏蓋との間にスペースを空けるために設けられており、このとこによって、電気素子の実装された回路基板54が効率よく収められ、ムーブメントの薄型化が図られている。
回路基板54の一端は、湾曲部56に設けられた固定孔57まで延びており、回路基板54には、固定孔57に対応した位置に孔64が設けられている。ここで、地板10に配置される図示しない回路ブロックの一部にも孔と導通部とが設けられており、この孔と孔64とが重ね合わされてねじ止めされることにより、フレキシブルな回路基板54は図3の二点鎖線で示されたように曲がり、それぞれの導通部が接触して、回路基板54と回路ブロックとの導通がとられている。
回路ブロックは、基準クロックを発振する計時用の水晶振動子や、CPU、標準電波の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ用水晶振動子、受信アンテナ50で受信した標準電波を処理する受信用IC(受信用回路)等とを備えて構成されている。CPUは、計時用の水晶振動子からの周波数を分周して基準クロックを生成する分周回路や、基準クロックをカウントして時刻を計時する計時回路や、計時回路からの信号に基づいて指針用駆動手段20や暦用駆動手段31を制御する制御回路などを備えて構成されている。また、受信用ICは、受信アンテナ50で受信した標準電波を復調する復調回路や、受信信号を増幅する増幅回路などを備えて構成されている。
図4には、受信アンテナ50を地板10に支持固定する前の状態の斜視図が示されている。図4では、回路基板54は省略されている。
受信アンテナ50は、地板10の外縁に沿って配置される。以下に、受信アンテナ50を地板10へ固定するための構造を説明する。
地板10の受信アンテナ50のコイル部55とフランジ部58とが収められる部分には、コイル部55とフランジ部58との形状に合わせた略長方形の開口部66が形成されている。この開口部66は、三角板状の底部67を二隅に残して大部分が貫通している。そして、地板10は、開口部66の外側にブロック69を備えている。このブロック69には、図1にも示すように、壁68下部両端に直方体状の孔からなる係止部70が形成されている。
受信アンテナ50の支持固定は、以下のように行われている。
受信アンテナ50のフランジ部58に設けられた係止爪59を、地板10に設けられた係止部70に差込み、これと同時に、コイル枠51の両端部の固定孔57を地板10に設けられた円筒状のピン71に嵌めこむ。その後、ピン71の内部にねじをしめ込んで受信アンテナ50全体を地板10に固定する。
上述の主な構成部品および必要な部品が取り付けられ、受信アンテナ50の固定された地板10は、ムーブメントとして図示しない外装ケースに組み込まれ、時計1が得られる。
このような時計1では、次のように動作する。
計時用の水晶振動子に電圧が印加された際に出力される発振信号がCPUの分周回路で分周されて基準信号が生成され、この基準信号を元にCPU内の計時回路で時刻が計時されるとともに、秒針用駆動手段21および時分針用駆動手段26が駆動される。秒針用駆動手段21および時分針用駆動手段26の回転運動は、秒針用輪列22および時分針用輪列27を介してそれぞれ秒針、分針、および時針に伝達され、これらの指針が回動することにより時計1の図示しない文字板上で時刻が表示される。
受信アンテナ50によって時刻情報を載せた標準電波を受信すると、受信用ICが標準電波から時刻情報を取り出してCPUに出力する。CPUは、この時刻情報に基づいて計時回路で計時される時刻を修正し、秒針用駆動手段21および時分針用駆動手段26を駆動して指針の表示時刻を修正する。
CPU内の計時回路で24時が計時されると、CPUは、暦用駆動手段31を駆動して、日車30を1日分駆動する。
指針2の基準位置の設定は、指針位置検出機能により自動的に行われる。
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
(1)受信アンテナ50は、地板10に設けられた係止部70二箇所と受信アンテナ50の両端との位置の離れた四箇所によって係止され、地板10に安定して固定することができるので、比較的重量のある受信アンテナ50の振動等によるばたつきを少なくできる。また、受信アンテナ50は地板10に直接固定されているので、地板10以外の部品で受信アンテナ50を押さえる必要がなくなり、受信アンテナ50をスペース効率よく収めることができる。
(2)受信アンテナ50は、コイル枠51の両端部による固定と、係止爪59と係止部70とが係合させることによって確実に係止することができ、より安定して地板10に固定できる。
(3)コイル枠51の形状を平面形状略円形の地板10の外縁に沿って弓型に形成するので、受信アンテナ50をスペース効率よく収めることができる。また、コイル枠51が弓型の形状であっても、コイル枠51の両端をねじ止めし、またコイル部55の両端に設けられた係止爪59を係止部70によって係止することにより、離れた四点で受信アンテナ50を地板に安定して固定できる。
(4)湾曲部56に収容されるアンテナコア52部分が段差部52Aによって地板10側に位置するので、コイル枠51の湾曲部56も地板10側に近づけることができ、湾曲部56の地板10とは反対側にスペースの余裕が生じる。このスペースに、コイルの導線53と接続される必要な電子素子を備えた回路基板54等を配置することができる。したがって、スペースを有効に利用することができ、スペース効率が良好である。また、コンデンサ65の上端が余分にはみ出さないので、裏蓋側に配置される他の部品と電子素子との接触による短絡を少なくできる。
(5)アンテナコア52を直接固定することなく、合成樹脂製のコイル枠51を固定している。したがって、アンテナコア52に直接余分な力が加わらないので破損や歪が生じにくく、受信感度を安定させることができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、コイル枠51両端のねじ止めと、二箇所の係止爪59とで受信アンテナ50を地板10に支持固定していたが、本発明では、受信アンテナ50の両端がねじ止めされていて、他の少なくとも一箇所を地板10に係止させることで支持固定できればよい。
例えば、ブロック69の壁68の上方に爪状の係止部を少なくとも一つ以上設けて、この係止部をコイルの上面やフランジ部58の上面に係止させてもよい。
また、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
本発明の一実施形態にかかる時計1を示す平面図。 受信アンテナの斜視図。 受信アンテナの縦断面図。 受信アンテナを地板に支持固定する前の状態の斜視図。
符号の説明
1…時計(電波修正時計)、10…地板、50…受信アンテナ、51…コイル枠、52…アンテナコア、52A…段差部、53…導線、55…コイル部、56…湾曲部、58…フランジ部、59…係止爪、70…係止部。

Claims (3)

  1. 地板と、
    受信アンテナとを備え、
    前記受信アンテナは、アンテナコアと、当該アンテナコアが収容される合成樹脂製のコイル枠とを備え、
    前記コイル枠は、導線の巻かれているコイル部と、前記コイル部の両側に形成されたフランジ部と、それぞれのフランジ部から連続して形成された湾曲部とを備え、
    前記コイル枠には、前記地板と対向する面に開口され、かつ、前記コイル部と両側の湾曲部にまたがるように連続した凹部が形成され、
    前記フランジ部の少なくとも一方には、前記地板の平面方向に突出された係止爪が形成され、
    前記各湾曲部において前記凹部よりも先端側の部分には、固定孔が形成され、
    前記アンテナコアは、前記コイル枠の凹部内に収容され、
    前記地板には、前記コイル枠の係止爪が係止されて、前記地板の平面方向に直交する断面方向への前記コイル枠の移動を規制する係止部が設けられ、
    前記受信アンテナは、前記コイル枠の両端部の前記固定孔にそれぞれ挿通されたねじで前記地板にねじ止めされるとともに、前記係止爪が前記地板の係止部に係止されている
    ことを特徴とする電波修正時計。
  2. 請求項1に記載の電波修正時計において、
    前記係止爪は、前記各フランジ部にそれぞれ形成されている
    ことを特徴とする電波修正時計。
  3. 請求項1または請求項2に記載の電波修正時計において、
    前記アンテナコアには、前記湾曲部に収容された前記アンテナコア部分が前記地板側に折曲する段差部が形成されている
    ことを特徴とする電波修正時計。
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